Celý článek si stáhněte v PDF - Izolace.cz

26-30_12_08 27.11.2008 11:04 Stránka 1
slovo odborníka
Vdne‰ní dobû narÛstajících
cen energií se zaãínají
klást ãím dál tím vût‰í po-
Ïadavky na omezení úniku tepla
z objektu. Jednou z moÏností
omezení ztrát tepla je dodateãná
tepelná izolace objektu, coÏ nezávisí
pouze na volbû druhu izolaãního
materiálu, ale také na fie-
‰ení specifick˘ch detailÛ stavby.
Tento příspěvek se zaměřuje
na řešení detailů spodní stavby
montovaných objektů bytové výstavby,
soustavy BP-70 z vnější
strany. Pojednává o rozdílech
průběhů teplot a parciálních tlaků
vodní páry při různých variantách
tepelné izolace základových konstrukcí
a suterénní části panelového
objektu. Posuzování vybraných
detailů je prováděno porovnáním
výsledků tepelně-technického
posouzení konstrukcí namodelovaných
v počítačovém
software Area 2007.
1a
1b
Modelované konstrukce
Celkem bylo posouzeno 7 variant
detailu suterénní části panelového
objektu konstrukční soustavy typu
BP-70. Posuzovaný detail, modelovaný
v programu Area 2007, se
skládá z betonového základového
pásu, obvodové stěnové konstrukce
přilehlé k zemině, podlahové
konstrukce 1. PP a 1. NP (včetně
stropní konstrukce 1. PP).
Ve variantě 1 jsou všechny konstrukce
bez teplené izolace. U varianty
2 je do podlahové konstrukce
1. PP přidána tepelná izolace
Rockwool Dachrock o tl. 120 mm.
Varianta 3 navíc obsahuje zateplení
podzemní části tepelnou izolací
Austrotherm 50 XPS-G o tl. 150 mm.
Ve variantě 4 je zateplení podzemní
části protaženo v tl.
100 mm přes základ až k základové
spáře. U varianty 5 je tepelná
izolace vytažená 400 mm nad terén.
Ve variantě 6 je základ opatřen
tepelnou izolací o tl. 100 mm
vzniklé případnou změnou světlé
výšky a zmenšením půdorysné
plochy místností v 1. PP. Při dodatečném
vložení tepelné izolace do
podlahové konstrukce (tl. 120 mm,
varianta 2) by musely být výškově
posunuty dveřní otvory a hlavně
by se snížila světlá výška místností
v 1. PP přibližně na 2,5 m,
což nevyhovuje požadované minimální
světlé výšce 2,6 m. Vlivem
případného provádění zateplení
z interiéru (tl. 100 mm, varianta 7)
by také došlo ke zmenšení půdorysné
plochy místností v 1. PP.
Snížená světlá výška by musela
být schválena příslušným hygienickým
úřadem, jehož stanovisko
by mohlo být kladné – jelikož prostor
1. PP není užíván k trvalému
pobytu osob.
V tab. 1 jsou uvedeny požadované
a doporučené hodnoty součinitele
prostupu tepla U N u vybraných
– zde posuzovaných – stavebních
konstrukcí (stěna vnější,
podlaha) pro budovy s převažující
Posouzení spodní stavby panelového
z hlediska stavební tepelné techniky
Skladba obvodov˘ch
konstrukcí (soustava BP-70)
Obvodové panely jsou železobetonové
vrstvené, tloušťky
270 mm (150 mm železobeton +
60 mm tepelná izolace + 60 mm
železobeton). Tepelně-izolační
vrstvu tvoří desky z pěnového polystyrénu.
Na obr. 1 je znázorněna
skladba obvodových stěn, styk
obvodových panelů a stropního
panelu, skladba podlahových konstrukcí
v 1.PP a 1.NP. Tepelná
izolace podlahy v 1.NP je vytvořena
kotvením Lignoporu o tl.
25 mm ke spodnímu líci stropního
panelu v 1.PP.
1c
také z vnitřní strany. Varianta 7
posuzuje zateplení stěnové konstrukce
z interiéru tepelnou izolací
Austrotherm o tl. 100 mm.
Nastíněný problém je zde řešen
pouze teoreticky, proto nebyly
brány v úvahu možné problémy
návrhovou vnitřní teplotou θ im =
20 °C. Tab. 2 a 3 shrnují vyhodnocení
tepelně-technického posouzení
všech zde posuzovaných
konstrukcí, jejichž seznam
a skladba je uvedena v bodě A1-
A4 (V1-V7).
Tabulka k obr. 2a-2c
2a
2b
2c
12/2008
26

26-30_12_08 27.11.2008 11:04 Stránka 2
slovo odborníka
Popis okrajov˘ch podmínek
Objekt je situován do teplotní oblasti
Ostravy. Převážná část řešeného
detailu leží pod úrovní terénu. Interiér
podzemního podlaží (1. PP) je
uvažován jako vytápěné vedlejší prostory
s vnitřní teplotou vzduchu 15
°C. Jelikož se v přízemí nacházejí byty,
jsou interiérové podmínky zvoleny
jako u obytné místnosti (vpravo):
a) zemina: θ gr = 5 °C; ϕ gr = 100 %; R se = 0,04 m 2 K/W
b) exteriér: θ a,e = -15 °C; ϕ e = 84 %; R se = 0,04 m 2 K/W
c) interiér 1. PP: θ a,i = 15 °C; ϕ i = 50 %; R si = 0,25 m 2 K/W
d) interiér 1. NP: θ a,i = 21 °C; ϕ i = 50 %; R si = 0,25 m 2 K/W
Veličiny: θ gr / θ a,e / θ a,i = teplota zeminy / venkovního / vnitřního vzduchu,
ϕ gr / ϕ e / ϕ i = relativní vlhkost zeminy / venkovního / vnitřního vzduchu,
R se / R si = tepelný odpor při přestupu tepla na vnější / vnitřní straně konstrukce
λ = součinitel tepelné vodivosti
µ = faktor difuzního odporu
Tepelnû-technické posouzení obvodov˘ch konstrukcí
Tepelně-technické posouzení podzemních konstrukcí se skládá z posouzení obvodových stěn a podlah.
Tepelně-technické posouzení bylo provedeno v souladu s ČSN 73 0540:
1) Tepelně-technické posouzení obvodových stěn:
- posouzení hodnoty teplotního faktoru vnitřního povrchu ƒ R,si [-]
- posouzení hodnoty součinitele prostupu tepla U [W/(m 2 .K)]
- posouzení kondenzace vodní páry uvnitř stěny M c [kg/(m 2 .a)]
2) Tepelně-technické posouzení podlahových konstrukcí:
- posouzení hodnoty teplotního faktoru vnitřního povrchu ƒ R,si [-]
- posouzení hodnoty součinitele prostupu tepla U [W/(m 2 .K)]
- posouzení kondenzace vodní páry uvnitř podlahové konstrukce M c [kg/(m 2 .a)]
- posouzení poklesu dotykové teploty podlahy ∆θ 10 [-]
Grafické v˘stupy
Na obr. 4 až 7 jsou znázorněny:
porovnání průběhů izoterm a teplotních
polí, rozložení relativních
vlhkostí a kondenzace vodní páry
v jednotlivých detailech. Pro každý
detail je grafické znázornění
vyčleněno samostatně.
Závûr
V tomto příspěvku je řešeno tepelně-technické
posouzení spodní
stavby u podsklepených objektů
panelové soustavy BP-70. Jsou
posuzovány a porovnávány tepel
objektu
V˘stupy dle âSN 73 0540-2
V této části jsou vybrány nejdůležitější
výstupy z tepelně-technického
posouzení obvodových
konstrukcí, které je provedeno
v počítačovém programu Area
2007. Požadavky na teplotní faktory
f R,si,n < f R,si jsou u všech posuzovaných
detailů splněny.
Skladby modelovan˘ch obvodov˘ch konstrukcí:
A1) Skladba obvodové stěny (od interiéru směrem k exteriéru):
Tl. [mm] V1-V2 V3-V4 V5-V6 V7
tepelná izolace Austrotherm 50 XPS-G 100 ano
obvodová stûna: Ïelezobeton 150 ano ano ano ano
obvodová stûna: pûnov˘ polystyren 60 ano ano ano ano
obvodová stûna: Ïelezobeton 60 ano ano ano ano
izolace proti zemní vlhkosti: 2 x Bitagit S35 7 ano ano ano ano
tepelná izolace: Austrotherm 50 XPS-G 150 ano ano, vytaÏená
400 mm
nad terén
pfiizdívka z cihel pln˘ch pálen˘ch 65 ano ano
ně-technické vlastnosti detailů kritických
míst – styku podlahové
a stěnové konstrukce nad základem
- představujících možné tepelné
mosty, vznik kondenzace
vodní páry v konstrukci a pokles
povrchové teploty. Při návrhu
skladby jednotlivých obvodových
konstrukcí je využito informací
o panelové konstrukční soustavě
Tabulka k obr. 4a-4d
2d 4a 4b
27
12/2008

26-30_12_08 27.11.2008 11:04 Stránka 3
slovo odborníka
3a
3b
typu BP-70. Při volbě materiálů
byly dodržovány určité zásady:
obvodové konstrukce např. splňují
požadavek na hodnotu součinitele
prostupu tepla U.
Tepelné mosty v konstrukci
mohou do značné míry znehodnotit
jinak celkově dobrou tepelně-technickou
koncepci stavby,
jelikož v místě tepelného mostu
dochází k tepelným ztrátám
(v otopném období), a také ke
kondenzaci vodní páry – důsledek
poklesu povrchové teploty
konstrukce pod teplotu rosného
bodu. Při navlhnutí konstrukce
vodní párou se snižují tepelně
izolační vlastnosti stavebního
materiálu konstrukce a může dojít
k napadení konstrukce různými
plísněmi nebo houbami. Není-li
nalezeno vhodné konstrukční řešení
tepelného mostu, musí se tepelný
most přerušit nebo překrýt
tepelně–izolačním materiálem.
Vždy je potřeba provést tepelně–technické
posouzení.
zapříčiněno dobrými tepelně-izolačními
vlastnostmi přidané tepelné
izolace.
Umístění tepelné izolace na
boční straně základového pásu
má jen malý vliv na průběh povrchových
teplot v koutě v interiéru,
4c
4d
Při porovnávání tepelně-technických
vlastností u detailů položených
do stejného prostředí (se
stejnými okrajovými podmínkami:
t i = 15 °C, t gr = 5 °C, ϕ i = 50 %, ϕgr
= 100 %, …) má zásadní vliv na
průběh povrchových teplot v koutě
v interiéru materiál obvodové
stěny a umístění tepelné izolace
v podlaze, popř. z vnější strany
obvodové zdi. U jednotlivých výše
navržených variant je největší rozdíl
vnitřních povrchových teplot
v kritickém místě právě mezi V1
aV2 (o cca 0,1 °C). Rozdíl mezi
těmito dvěma detaily je v tom, že
ve V2 je oproti V1 do podlahové
konstrukce přidána tepelná izolace
tl. 120 mm. Po následném přidání
tepelné izolace tl. 150 mm také
z vnější strany obvodové zdi
(V3) je rozdíl vnitřních povrchových
teplot v kritickém místě mezi
V2 a V3 větší (cca 0,24 °C), což je
5a
6a
5b
6b
5c
6c
12/2008
28

26-30_12_08 27.11.2008 11:04 Stránka 4
slovo odborníka
A2) Skladba podlahové konstrukce – 1. PP (od interiéru 1. PP směrem
k exteriéru)
Tl. [mm] V1 V2-V7
ná‰lapná vrstva podlahy – cementov˘ potûr 15 ano ano
betonová mazanina 35 ano ano
betonová mazanina II 80 ano ano
pomocná hydroizolace - 1 x Bitagit S 35 3,5 ano
tepelná izolace – Rockwool Dachrock 120 ano
izolace proti zemní vlhkosti 2 x Bitagit S35 7 ano ano
betonová mazanina 100 ano ano
rostl˘ terén - ano ano
A4) Skladba podlahové konstrukce – 1. NP (od interiéru 1. NP smûrem k 1. PP)
Tl. [mm] V1-V7
ná‰lapná vrstva podlahy – PVC 3 ano
ná‰lapná vrstva podlahy – lepidlo 2 ano
potûr cementov˘ 45 ano
stropní konstrukce: Ïelezobeton 150 ano
tepelná izolace Lignopor 25 ano
7a
7b
avšak má výrazný vliv na velikost
tepelných ztrát koutem (tzn. průběh
teplot v zemině, v základovém
pásu, v podlahových vrstvách
ivčásti obvodové stěny v místě
koutu). V detailu V4 je oproti detailu
V3 na boční straně základového
pásu z vnější strany přidána tepelná
izolace tl. 100 mm, což má za
následek zvýšení povrchových
teplot v koutě v interiéru (o cca
0,26 °C); to však také znamená
zmenšení tepelných ztrát koutem.
7c
7d
5a
Popis konstrukce
U N [W/(m 2 .K)]
PoÏadované Doporuãené
Stûna vnûj‰í tûÏká 0,38 0,25
Podlaha/stûna pfiilehlá k zeminû
(kromû pfiípadÛ podle pozn. 2)
0,60 0,40
Tab. 1 Vybrané požadované
a doporučené hodnoty součinitele
prostupu tepla UN pro budovy
s převažující návrhovou vnitřní
teplotou θ im = 20 °C
Ozn. Tl. [mm] Popis Povrchová teplota Souãinitel prostupu tepla Teplotní faktor
[W/(m 2 .K)]
t si,n t si p U n * U n U k p ƒ R,si,n ƒ R,si p
[°C] [°C] [ - ] [ - ]
Stûna
V1 342 Obvodová 8,40 11,07 s 0,38 0,25 0,52 n 0,793 0,869 s
V3 427 Obvodová 8,40 13,90 s 0,38 0,25 0,15 s 0,793 0,963 s
V5 427 Obvodová 8,40 13,90 s 0,38 0,25 0,15 s 0,793 0,963 s
V7 377 Obvodová 8,40 13,55 s 0,38 0,25 0,19 s 0,793 0,952 s
Podlaha
V1 237 Cement. potûr 8,40 10,09 s 0,60 0,40 1,96 n 0,799 0,509 n
V2 360 Cement. potûr 8,40 14,22 s 0,60 0,40 0,31 s 0,799 0,922 s
6d
Tab. 2 Seznam jednorozměrných k-cí a vyhodnocení jejich tepelnětechnického
posouzení: p = požadavky, s = požadavky splněny, n = požadavky
nesplněny, * = doporučené hodnoty
29
12/2008

26-30_12_08 27.11.2008 11:04 Stránka 5
slovo odborníka
Teplotní faktor
Varianta
Popis
f R,si,n [ - ] f R,si [ - ] p
V1 V‰echny konstrukce nezateplené 0,793 0,879 s
V2 V1 + v podlahové k-ci 1. PP pfiidána TI tl. 120 mm 0,793 0,878 s
V3 V2 + zateplení podzemní ãásti obvodové stûny TI tl. 150 mm 0,793 0,884 s
V4 V3 + svislá TI protaÏena v tl. 100 mm pfies základ 0,793 0,884 s
V5 V4 + svislá TI protaÏena 400 mm nad terén 0,793 0,914 s
V6 V5 + základ opatfien TI tl. 100 mm z obou stran 0,793 0,914 s
V7 V2 + zateplení stûnové k-cez interiéru TI o tl. 100 mm 0,793 0,956 s
Tab. 3 Seznam dvourozměrných konstrukcí a vyhodnocení jejich tepelně-technického posouzení: p = požadavky,
s = požadavky splněny, n = požadavky nesplněny
A3) Skladba základové konstrukce
Tl. [mm] V1-V3, V7 V4-V5 V6
tepelná izolace – Austrotherm 50 XPS-G 100 ano
základov˘ pás z betonu hutného 600 x 600 mm 600 ano ano ano
tepelná izolace – Austrotherm 50 XPS-G 100 ano ano
Při následném zateplení základového
pásu také z vnitřní boční
strany (tzn. základ je obložen tepelnou
izolací z obou stran) je průběh
teplot mezi V5 a V6 skoro totožný
– 0,03 °C (bývá spíše ovlivněno
hloubkou založení základu –
čím hlouběji je založená stavba,
tím menší je rozdíl teplot).
Svislou tepelnou izolaci na vnější
straně obvodové zdi lze ukončit
v úrovni terénu, není třeba ji navrhovat
na soklovou část. Avšak
když tepelnou izolaci protáhneme
o 400 mm nad úroveň terénu (detaily
V4 a V5), dojde ke zlepšení
průběhu vnitřních teplot stěnové
konstrukce a zmenšení jejího tepelného
namáhání v jejím styku
s povrchem terénu – dochází zde
ke snížení exteriérových teplot
z5 °C na -15 °C.
V detailu V7 je obvodová stěnová
konstrukce zateplena z vnitřní
strany. Toto řešení přináší mnoho
rizik. Zde je styk stěnové a podlahové
konstrukce výrazně tepelně
namáhán. Špatně provedené zateplení
může být příčinou navlhnutí
konstrukce vodní párou, čímž se
pak sníží tepelně izolační schopnosti
stavebního materiálu konstrukce
a může dojít k napadení
konstrukce různými plísněmi nebo
houbami.
K zajištění požadovaných vnitřních
povrchových teplot stačí provést
vhodný návrh obvodové stěny
a tepelné izolace v podlaze, popřípadě
umístění tepelné izolace
v místě soklu. Protažení tepelné
izolace na boční stranu základového
pásu je vhodné z důvodu snížení
tepelných ztrát tímto koutem.
Literatura:
[1] ČSN 73 0540–2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky.
Praha, Český normalizační institut, 2007, 44 s.
[2] ČSN 73 4301 Obytné budovy. Praha, Český normalizační institut,
2004, 28 s.
[3] Greško, D., Adamská, G.: Ateliérová tvorba – konštrukčný detail,
Panelové konštrukčné sústavy. Bratislava, Edičné stredisko
SVŠT v Bratislave, 1984, ČÚKK Š-331/66.
[4] Vaverka, J. a kol.: Stavební tepelná technika a energetika budov.
Brno, Vutium, 2006, 648 s., ISBN 80-214-2910-0.
[5] Součková, B.: Tepelně technické posouzení spodní stavby panelové
soustavy typu BP-70 In Zborník príspevkov z konferencie
s medzinárodnou účasťou Poruchy a rekonštrukcie obvodových
plášťov a striech. Slovensko, Košice, Technická univerzita - Katedra
fyziky budov, 2008, 221 s., ISBN 978-80-232-0290-8.
[6] Svoboda, Z.: Area 2007. Výpočtový program pro PC.
[7] Svoboda, Z.: Teplo 2007. Výpočtový program pro PC.
Vyobrazení:
1) BP-70: Styk stropního a obvodových panelů, skladba podlahových
konstrukcí v 1. PP a 1. NP.
2) Skladby obvodových konstrukcí detailů: V1, V3, V6, V7.
3) Způsob zadávání okrajových podmínek u nepodsklepených a podsklepených
objektů.
4) Porovnání průběhů izoterm v jednotlivých detailech: V1, V3, V6,
V7.
5) Porovnání průběhů teplotních polí v jednotlivých detailech: V1, V3,
V6, V7.
6) Rozložení relativních vlhkostí v jednotlivých detailech: V1, V3, V6,
V7.
7) Kondenzace vodní páry v jednotlivých detailech: V1, V3, V6, V7.
Ing. Barbora Součková
VŠB-TU Ostrava, stavební fakulta
12/2008
30